Стала енергетика: Стала енергетика

ЦЕЛЬ:

Чтобы знать о различных формах энергии и временных рамках, необходимых для развития этих форм энергии.

ЦЕЛЬ:

1. Студент познакомится с различными формами энергии.

2. Учащийся поймет источники энергии.

3. Студент получит представление об истории различных источников энергии.

УРОК / ИНФОРМАЦИЯ:

Являются ли источники энергии возобновляемыми или невозобновляемыми? Вы можете решить для себя. Если источник энергии заменяется по мере того, как мы его используем, так что мы никогда не сможем его использовать, он называется возобновляемым. Если имеется определенный, ограниченный запас источника энергии, и он не может быть заменен, он называется невозобновляемым. Это важная идея, потому что она помогает нам решить, как мы должны использовать каждый из наших многочисленных источников энергии.

Энергия окружает нас повсюду и поступает из многих источников. Одним из важнейших источников энергии является солнце. Энергия солнца является первоначальным источником большей части энергии на Земле.

Мы получаем солнечную тепловую энергию от солнца, а солнечный свет можно также использовать для производства электроэнергии от солнечных ( фотогальванических ) элементов.

Солнце нагревает поверхность земли, а Земля нагревает воздух над ней, вызывая ветер .

Вода, испаряемая солнцем, образует облака и дождь, чтобы дать нам текущие ручьи и реки. И ветер, и проточная вода ( гидроэнергетика ) являются источниками энергии.

Как видите, солнце является источником многих видов энергии, встречающихся в природе. Эти виды энергии окружают нас все время. Они производятся быстро и постоянно обновляются по мере их использования. По этой причине мы говорим, что они возобновляемы.

Энергию солнца также можно хранить. Растения накапливают энергию солнца по мере роста. Например, фрукты, овощи и древесина деревьев содержат накопленную солнечную энергию. Мы называем это биомассой энергией, от «био» до «жизнь» или «живой». Эти виды энергии также являются возобновляемыми, но, конечно, для выращивания растения или дерева требуется больше времени, чем для получения тепла непосредственно от солнечного света.

Когда энергия хранится в материале, мы называем это материальным топливом. Пища и древесина являются топливом из биомассы. Когда у вас есть старая биомасса, которая стала концентрированной, у вас есть то, что мы называем «ископаемым топливом».

ОБРАЗОВАНИЕ ИСКОПАЕМОГО ТОПЛИВА

Ископаемое топливо находится в отложениях в горных породах. Они образовались здесь между 350 и 50 миллионами лет назад. Процессы, посредством которых они образовались, до конца не изучены. Разложившиеся остатки древних растений и/или животных погребены под отложениями. Под действием тепла и давления на протяжении миллионов веков они химически изменялись. Результатом являются уголь, нефть и природный газ.

Уголь образовался из остатков папоротников, деревьев и трав, которые росли на больших болотах 345 миллионов лет назад. Эти останки образовывали слои, погружаясь под воду болот. Растительный материал частично разложился, поскольку эти слои образовали слои торфа, мягкого коричневого вещества, содержащего до 30% углерода. Торф является самой ранней стадией углеобразования.

Мелкие моря позже покрыли болота и медленно отложили слои песка и грязи поверх торфа. Эти отложения оказывали давление на торф на протяжении тысячелетий. Медленно произошли химические изменения, превратившие его в лигнит или бурый уголь, который содержит около 40% углерода. Миллионы лет спустя повышение давления и тепла превратило бурый уголь в битуминозный или мягкий уголь (около 66% углерода) и, наконец, в антрацит или каменный уголь (более 90% углерода).

Нефть и природный газ также находятся в пластах осадочных пород. Осадки были отложены мелководными морями миллионы лет назад. Остатки растений и животных, обитавших в морях, осели на дно и были погребены под слоями наносов. Эти слои подвергались теплу и давлению на протяжении миллионов лет. Отложения превратились в пласты горных пород, а останки растений и животных претерпели медленные химические изменения и образовали нефть и природный газ.

Как видите, для образования ископаемого топлива требуются миллионы лет. Их нельзя быстро заменить. На самом деле, с точки зрения нашей жизни их вообще нельзя заменить. По этой причине мы называем их невозобновляемыми.

ДРУГИЕ ФОРМЫ ЭНЕРГИИ

Существуют и другие виды энергии: тепловая энергия океана, геотермальная энергия и ядерная энергия, например. Мы не можем обсуждать их все здесь, но ваш учитель может дать вам информацию о них.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЭНЕРГИИ

До 1700-х годов

История американской жизни — это история энергии. Первые американцы, коренные американцы, использовали свою мускульную силу, чтобы выполнять работу и путешествовать. Они сжигали дрова для приготовления пищи и отопления. Они использовали энергию солнца для сушки пищи и шкур животных.

1700-е

Когда поселенцы пришли из Европы, они использовали те же самые виды энергии, но они также использовали некоторые новые. Они использовали энергию ветра, чтобы управлять кораблями, которые привели их сюда. Они использовали силу животных, чтобы помочь в работе и путешествиях. Они также построили мельницы, которые использовали энергию воды для измельчения зерна, распиливания древесины и перекачки воды. Древесина по-прежнему оставалась их основным топливом.

1800-е

Население Америки выросло. Люди хотели больше еды, более быстрое путешествие, лучшую одежду и кров. Новый паровой двигатель можно было использовать для запуска машин, кораблей и поездов, но для этого требовалось топливо. Заводы и железные дороги росли, используя все больше и больше топлива. В некоторых местах древесины стало не хватать, поэтому древесину начал заменять уголь. Для освещения место свечей и китового жира стали заменять угольный и природный газ. Люди научились расщеплять масло на такие продукты, как керосин, для освещения и приготовления пищи. Потом был изобретен автомобиль. Вскоре для производства бензина для автомобилей потребуется много нефти.

1900-е годы

Стала очевидной большая зависимость от электричества. Электрическое освещение, приборы и машины облегчили жизнь американцам. Уголь, нефть, природный газ и гидроэнергия (вода) использовались для производства электроэнергии. Затем была открыта ядерная энергия, которая также использовалась для производства электричества.

американцы использовали много масла. Мы использовали его для производства электроэнергии, топлива для транспорта и отопления, а также для производства многих товаров, таких как пластик и нейлон. Цена на нефть выросла, как и цены на электричество и бензин. Запасы конечны и продолжают сокращаться ускоренными темпами.

Люди стали экономить энергию. Они начали использовать те виды энергии, которые использовали коренные американцы и первые поселенцы: энергию солнца, ветра и дерева. Они также искали новые источники энергии и новые способы использования энергии в будущем.

2000

Предсказать будущее развития энергетики в 2000-х годах.

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

ДЕЙСТВИЕ 1:

Графики ниже дают два разных представления наших источников энергии. Они иллюстрируют одно и то же по-разному. История, которую они рассказывают, та же история, которую вы только что прочитали. Внимательно изучите их, а затем ответьте на вопросы.

Таблица перепечатана с разрешения New York Energy Education Handbook, Департамент образования штата Нью-Йорк.

ВОПРОСЫ:

1. Какие виды энергии были самыми важными в первые дни существования Америки? Для чего они использовались?

2. Американская революция произошла в 1770-х годах. Какое топливо тогда использовалось больше всего?

3. Гражданская война в США была в 1860-х годах. Какое топливо тогда использовалось больше всего?

4. Почему уголь стал так важен к 1900 году?

5. Как вы думаете, почему уголь понадобилось так много времени, чтобы заменить древесину в качестве наиболее важного топлива?

6. Какое топливо использовалось больше всего в 1975 г. Какое применение оно имело?

7. Как вы думаете, почему в 1970-х годах потребление нефти сократилось, а использование древесины возросло?

8. От каких источников энергии США больше всего зависят сегодня?

ЗАДАНИЕ 2:

Соедините картинки ниже с правильными названиями.

_____1. Солнечная тепловая энергия

_____2. Биомасса

_____3. Гидроэнергетика

_____4. Ветер

_____5. Геотермальная

_____6. Фотогальванический

А

Б

С

Д

Е

Ф

ПРОВЕРКА ИНФОРМАЦИИ

Адрес:

Изучив предоставленную информацию, заполните поля ниже.

______________ является изначальным источником почти всей энергии на Земле. Энергия проявляется во многих различных формах, но если вы проследите ее достаточно далеко, вы обнаружите, что все началось в одном и том же месте: ____________________.

Некоторые источники энергии существуют практически в неограниченном количестве. Как только мы используем некоторую энергию, она заменяется большей. По этой причине мы говорим, что эти источники энергии ________________________.

Возможно, «самой быстрой» энергией является ____________________ электричество, которое вырабатывается, когда солнечные лучи падают на солнечные элементы. Это круглые голубоватые пластины, которые устанавливаются на космические спутники, чтобы обеспечивать их электроэнергией от солнечного света, когда они находятся в космосе.

Солнцу требуется всего несколько минут, чтобы дать нам прямое солнечное _________________. Вы можете почувствовать это в машине, которая стоит на солнце. Дома и здания могут быть спроектированы так, чтобы собирать солнечный свет. Вы также можете построить солнечные коллекторы, чтобы улавливать солнечное тепло.

Солнце нагревает землю, а земля нагревает воздух над собой. Нагретый воздух поднимается вверх (прямо как воздушный шар). Когда более холодный воздух устремляется, чтобы вытеснить нагретый воздух, мы имеем __________________. Эта энергия может быть использована для плавания кораблей или приводов машин для перекачки воды или производства электроэнергии.

Солнце нагревает поверхностные воды озер и океанов. Часть воды испаряется при нагревании. Затем он образует облака, выпадает в виде дождя и собирается в озерах и реках. Когда эта вода течет обратно в море, она обеспечивает _________________, который может вращать турбину для выработки электроэнергии.

Земные растения являются солнечными коллекторами. В процессе фотосинтеза они используют солнечный свет для производства накопленной химической энергии, которая используется в пищу или в качестве топлива. Энергия растений называется _______________.

Производство некоторых источников энергии занимает так много времени, что если мы их израсходуем, то заменить их будет невозможно. ____________________, _________________ и _________________ такие. Мертвые растения и животные должны разлагаться от сотен до миллионов лет, чтобы произвести эти ископаемые виды топлива. Вот почему мы говорим, что они _____________________________.

РЕКОМЕНДУЕМОЕ ЧТЕНИЕ:

Образовательный проект по энергетике Нью-Йорка, Исследовательский фонд Университета штата Нью-Йорк. Олбани, Нью-Йорк. 1985

ЗАМЕТКИ УЧИТЕЛЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ:

Являются ли они возобновляемыми или невозобновляемыми? Вы можете решить для себя. Если источник энергии заменяется по мере того, как мы его используем, так что мы никогда не сможем его использовать, он называется возобновляемым. Если имеется определенный, ограниченный запас источника энергии, и он не может быть заменен, он называется невозобновляемым. Это важная идея, потому что она помогает нам решить, как мы должны использовать каждый из наших многочисленных источников энергии.

Четырехугольник —

Гигантская единица энергии (часто используется для обозначения того, сколько энергии покупают целые страны каждый год). Он представляет собой квадриллион БТЕ, количество тепловой энергии в 172 миллионах баррелей нефти; единица энергии, равная одному квадриллиону БТЕ (1 000 000 000 000 000).

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ:

1. Уголь и древесина были самыми важными источниками энергии в первые дни существования Америки.

2. Наиболее часто используемым топливом в 1770-х годах были дрова.

3. В 1860-х годах дрова все еще были наиболее используемым топливом.

4. Уголь приобрел важное значение незадолго до 1900 года из-за его многочисленных применений, таких как топливо для паровых двигателей, которые приводили в действие многие железнодорожные двигатели, популярные в то время, и топливо для паровых турбин, используемых для производства электроэнергии. Уголь также начал заменять древесину в качестве источника тепла для коммерческих и жилых зданий.

5. Дрова долгое время оставались самым популярным топливом из-за их изобилия и чрезвычайной дешевизны.

6. Нефть была самым важным топливом в 1975 году. Топливо, полученное из нефти, стало чрезвычайно важным в это время из-за мобильности людей в мире и так называемого «сжатия земного шара» за счет все более и более быстрых транспортных средств.

7. Нефть подешевела из-за мер по энергосбережению и высоких цен на мазут, вызванных арабским нефтяным эмбарго.

8. Соединенные Штаты по-прежнему сильно зависят от нефти как основного источника энергии. Это серьезная проблема из-за сокращения поставок. Альтернативные источники, такие как атомная энергия, природный газ и возобновляемые источники, должны быть разработаны в ближайшем будущем, чтобы избежать катастрофических последствий.

ОТВЕТЫ НА ЗАДАНИЕ 2

1. = Д

2. = В

3. = А

4. = Е

5. = Ф

6. = С

ОТВЕТЫ НА ПРОВЕРКУ ИНФОРМАЦИИ:

____СОЛНЦЕ_____ является изначальным источником почти всей энергии на Земле. Энергия проявляется во многих различных формах, но если вы проследите ее достаточно далеко, вы обнаружите, что все это началось в одном и том же месте: ______СОЛНЦЕ__________.

Некоторые источники энергии существуют практически в неограниченном количестве. Как только мы используем некоторую энергию, она заменяется большей. По этой причине мы говорим, что эти источники энергии ____ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ_______.

Возможно, самая «быстрая» энергия — это _____СОЛНЕЧНОЕ__________ электричество, которое вырабатывается, когда солнечные лучи падают на солнечные элементы. Это круглые голубоватые пластины, которые устанавливаются на космические спутники, чтобы обеспечивать их электроэнергией от солнечного света, когда они находятся в космосе.

Солнцу требуется всего несколько минут, чтобы дать нам прямую солнечную ____ЭНЕРГИЮ_______. Вы можете почувствовать это в машине, которая стоит на солнце. Дома и здания могут быть спроектированы так, чтобы собирать солнечный свет. Вы также можете построить солнечные коллекторы, чтобы улавливать солнечное тепло.

Солнце нагревает землю, а земля нагревает воздух над собой. Нагретый воздух поднимается вверх (прямо как воздушный шар). Когда более холодный воздух устремляется, чтобы вытеснить нагретый воздух, мы имеем ______ВЕТЕР________. Эта энергия может быть использована для плавания кораблей или приводов машин для перекачки воды или производства электроэнергии.

Солнце нагревает поверхностные воды озер и океанов. Часть воды испаряется при нагревании. Затем он образует облака, выпадает в виде дождя и собирается в озерах и реках. Когда эта вода течет обратно в море, она обеспечивает ___ГИДРОЭНЕРГЕТИЮ____, которая может приводить в действие турбину для выработки электроэнергии.

Земные растения являются солнечными коллекторами. В процессе фотосинтеза они используют солнечный свет для производства накопленной химической энергии, которая используется в пищу или в качестве топлива. Энергия растений называется ___БИОМАССА_____.

Производство некоторых источников энергии занимает так много времени, что если мы их израсходуем, то заменить их будет невозможно. _______УГОЛЬ___________, ______НЕФТЬ_______ и _____ГАЗ_________ такие же. Мертвые растения и животные должны разлагаться от сотен до миллионов лет, чтобы произвести эти ископаемые виды топлива. Вот почему мы говорим, что они ________НЕОБНОВЛЯЕМЫЕ___________.

Комментарии или вопросы по адресу: [email protected]

Возврат в меню домашней энергии

Как гонка за возобновляемыми источниками энергии меняет глобальную политику

Изменение климата вызывает огромные сдвиги в геополитике и промышленности, во главе которых стоит бум возобновляемых источников энергии. Эта статья является первой в серии исследований глобальных и локальных эффектов.

В то время как в прошлом году мир был заблокирован коронавирусом, Эндрю «Твигги» Форрест, председатель Fortescue Metals Group, был в пути. Горнодобывающий магнат-миллиардер и его окружение за пять месяцев объехали 47 стран, сумев убедить некоторые из них открыть свои границы для делегации, несмотря на пандемию.

Но Форрест искал не месторождения полезных ископаемых, а чистую энергию. От Кыргызстана до Кореи и Бутана группа искала лучшие места для гидроэнергетики и геотермальной энергии. Преимущество путешествий во время пандемии, объясняет Форрест, заключается в том, что у государственных чиновников появляется гораздо больше свободного времени. (Однако в пути он заразился Covid-19, что потребовало экстренной медицинской остановки в Швейцарии.)

Когда Форрест вернулся полностью выздоровевшим в Австралию, он заявил, что Фортескью, добытчик железной руды, идет ва-банк. зеленый водород. Он считает, что к 2050 году рынок может стоить до 12 трлн долларов. «Путь к замене ископаемого топлива зеленой энергией десятилетиями продвигался с невероятной скоростью, но сейчас он стремительно движется», — сказал он в серии лекций по телевидению. .

По телефону он еще резче. «Вы увидите перемены повсюду . . . Через 15 лет мировая энергетическая сцена будет совсем не такой, как сейчас», — говорит он. «Любая страна, которая не очень серьезно относится к зеленой энергии, но цепляется за загрязняющую энергию, в конечном итоге останется позади».

Австралийский горнодобывающий магнат Эндрю «Твигги» Форрест продвигает переход на экологически чистую энергию в Fortescue Metals Group © Getty Images

Солнечная ферма Williamsdale в Канберре, Австралия. Растущее лобби настаивает на том, чтобы страна стала «возобновляемой сверхдержавой» © AAPIMAGE/Reuters

В то время как многие цинично относятся к обращению человека, разбогатевшего на продаже железной руды, к окружающей среде, Форрест является частью тенденции. По мере роста обеспокоенности по поводу климата мир отстает от перехода к энергетике — даже в самых неожиданных направлениях. «Мы просто не можем продолжать делать то, что делали всегда, иначе наша планета будет поджарена», — говорит он. Он признает, что его послужной список в этом отношении не совсем безупречен: углеродный след Fortescue составляет два миллиона тонн CO2 в год, примерно столько же, сколько небольшое островное государство.

Сама Австралия долгое время была отстающим по климату и крупным экспортером угля, но поскольку Китай и другие крупные потребители планируют сократить свои выбросы, захватив с собой свой бизнес, ситуация может измениться. Десятки крупнейших экономик мира приняли цели по нулевому чистому выбросу парниковых газов к 2050 году. А 189 стран присоединились к Парижскому соглашению по климату 2015 года, целью которого является ограничение глобального потепления значительно ниже 2°C. В гонке по сдерживанию изменения климата страны спешат сократить использование ископаемого топлива, увеличить использование экологически чистой энергии и в процессе трансформировать свою экономику.

Но по мере изменения энергетической системы будет меняться и энергетическая политика. На протяжении большей части прошлого века геополитическая власть была тесно связана с ископаемым топливом. Страха перед нефтяным эмбарго или нехваткой газа было достаточно, чтобы заключать союзы или начинать войны, а доступ к месторождениям нефти приносил огромные богатства. В мире чистой энергии появится новый набор победителей и проигравших. Некоторые видят в этом чистую энергетическую «космическую гонку». Страны или регионы, которые осваивают экологически чистые технологии, экспортируют зеленую энергию или импортируют меньше ископаемого топлива, выиграют от новой системы, в то время как страны, которые полагаются на экспорт ископаемого топлива, такие как Ближний Восток или Россия, могут столкнуться со снижением своего могущества.

Олафур Рагнар Гримссон, бывший президент Исландии и председатель Глобальной комиссии по геополитике трансформации энергетики, говорит, что переход к чистой энергии породит новый тип политики. Сдвиг происходит «быстрее и более всеобъемлющим образом, чем кто-либо ожидал», — говорит он. «По мере того, как ископаемые виды топлива постепенно выходят из энергетической системы . . . Исчезает и старая геополитическая модель центров силы, доминирующих в отношениях между государствами. Постепенно власть тех государств, которые были крупными игроками в мире экономики, работающей на ископаемом топливе, или крупных корпораций, таких как нефтяные компании, будет растрачиваться».

В Австралии растущее лобби настаивает на том, чтобы страна стала «возобновляемой сверхдержавой» благодаря обильным ветровым и солнечным ресурсам. Форрест является инвестором проекта под названием Sun Cable, который надеется проложить электрический кабель до Сингапура. Он считает, что на карту поставлено будущее страны. «Воздействие на австралийскую экономику, если мы все правильно поймем, может быть не чем иным, как национальным строительством», — говорит он.

Вместе с переходом появятся новые структуры власти. «[Старые] рычаги контроля, многие из них рассеются и просто перестанут существовать», — говорит Тийс Ван де Грааф, доцент Гентского университета и ведущий автор влиятельного исследования 2019 года.отчет Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (Irena). «Это совершенно новое созвездие, поэтому мы не можем думать так же, как в старые времена», — добавляет он. «На мировой арене может появиться новый класс экспортеров энергии».

Когда речь идет об экспорте чистой электроэнергии, такие страны, как Норвегия, Бутан и Франция, уже далеко впереди. Через несколько месяцев Норвегия и Великобритания закончат строительство самого длинного в мире подводного электрокабеля — North Sea Link. Норвежская сторона кабеля проходит через заснеженные горы и глубокое озеро, затем проходит под водой более 720 км через Северное море, пока не достигнет Великобритании. Узкоспециализированный кабель также производится в Норвегии на заводе, расположенном рядом с фьордом, чтобы его можно было легко погрузить на корабли и вывезти в море для монтажа. Линия Северного моря станет седьмым подводным соединительным звеном Норвегии, что позволит стране экспортировать богатую гидроэлектроэнергию своим соседям.

По сути, новый энергетический переход — это переход от нефти и газа к электричеству, — говорит Ауке Лонт, исполнительный директор Statnett, государственной сетевой компании Норвегии. «Электрификация станет ответом на изменение климата, если говорить на самом общем уровне», — объясняет он. «Причина в том, что теперь у нас есть доступ к очень дешевой электроэнергии, и мы видим, что дешевая электроэнергия может удовлетворить наши энергетические потребности в будущем». Будь то грузовики, легковые автомобили или отопление домов, использование электроэнергии уже растет. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, сегодня она обеспечивает около 20 % энергии, а к 2050 году ее доля должна возрасти до 50 %, если страны хотят выполнить свои обязательства в отношении климата.

Строительство Северного моря, связующего звена между Норвегией и Великобританией, включало строительство специальной баржи для прокладки кабеля через озеро Сульдал на норвежской стороне соединения.

«Наш мировой порядок основан на нефти, — говорит Лонт. Это меняется: «По мере того, как мы переходим от углерода [ископаемого топлива] к электронам, у нас будет мировой порядок, в котором электрон важнее углерода».

Вопрос о том, какие страны окажутся впереди, до сих пор является предметом дискуссий. Но существует широкий консенсус в отношении того, что изменения происходят. Паскаль Лами, бывший глава Всемирной торговой организации, сравнивает глобальный переход от одной энергетической системы к другой с приходом промышленной революции. «Происходит перегиб», — говорит он из-за оправы своих красных очков в видеоинтервью. «Если вы сравните мир сегодня с миром 18 месяцев назад, большая разница заключается в следующем». . . только 25 процентов мира имели горизонт обезуглероживания. Сегодня 75 процентов мировой экономики имеют горизонт декарбонизации. Это серьезный сдвиг».

Пандемия коронавируса ускорила эту тенденцию. В прошлом году новые возобновляемые источники энергии достигли рекордных 200 гигаватт, в то время как остальная часть энергетического сектора сократилась. На фоне рецессии, вызванной пандемией, спрос на нефть упал на 8,8%, а спрос на уголь — на 5% по сравнению с прошлым годом, по данным Международного энергетического агентства, базирующегося в Париже наблюдательного органа за нефтью. Чистая энергетика была единственной частью энергетического сектора, в которой наблюдался рост в 2020 году. Темпы и масштабы перехода на возобновляемые источники энергии уже превзошли самые оптимистичные прогнозы.

МЭА ожидает, что возобновляемые источники энергии вскоре опередят уголь в качестве крупнейшего источника выработки электроэнергии. «Можно сказать, что возобновляемые источники энергии были невосприимчивы к Covid. Как солнечная, так и ветровая энергия значительно увеличилась [в прошлом году]», — заявил Фатих Бироль, глава МЭА, на пресс-конференции в январе. «Наши цифры показывают, что к 2025 году возобновляемые источники энергии станут крупнейшим источником генерации, обогнав уголь и положив конец доминированию ископаемого топлива в последние десятилетия».

Это мрачная мысль для таких регионов, как Ближний Восток, доходы которых зависят от экспорта нефти и газа. Страны, которым есть что терять, уже сопротивляются. На ежегодных переговорах ООН по климату Саудовская Аравия и Россия обычно играют подрывную роль. (Саудовская Аравия хочет иметь и то, и другое: масштабный план по расширению своей солнечной энергетики при продолжении добычи нефти и газа.) Между тем, Польша, производитель угля, несколько месяцев тянула ноги, прежде чем неохотно согласилась на нулевые выбросы ЕС. цель. В мире, разрушенном коронавирусом, страны, производящие ископаемое топливо, опасаются дальнейших потерь рабочих мест.

Переход также будет болезненным для энергетических компаний, которые добывают нефть и газ. Но даже они признают, что она набирает обороты. В заявлении, которое когда-то было бы немыслимым, BP недавно заявила, что пик нефти, возможно, уже произошел в 2019 году.

Бен ван Берден, исполнительный директор Shell, говорит, что электричество станет основой ее бизнеса. «Основы того, как мы побеждаем во власти, будут сильно отличаться от того, как вы выигрываете в добыче ресурсов», — говорит он. «В нефтегазовой отрасли вам нужна база активов. Речь идет о лучших породах и самых низких затратах на производство». Это уравнение переворачивается с ног на голову в энергетическом секторе, когда электричество от одной солнечной фермы так же хорошо, как и от следующей.

Есть и другие отличия: в отличие от газопроводов торговля электроэнергией может идти в обоих направлениях. Возобновляемая энергия также более рассредоточена, а не сосредоточена в нескольких местах, как ископаемое топливо. «Когда мы говорим о ветре, солнечной энергии, биомассе, гидроэнергетике, энергии океана, геотермальной энергии — они на самом деле доступны в той или иной форме в большинстве стран», — говорит Ван де Грааф. Для таких мест, как Марокко, которое импортирует более 80 процентов своей энергии, но также имеет богатые солнечные ресурсы, переход может стать экономическим подарком.

В отчете Irena указаны три способа влияния стран на новую систему. Одним из них является экспорт электроэнергии или экологически чистого топлива. Другой способ заключается в контроле сырья, используемого в экологически чистой энергии, такого как литий и кобальт. В-третьих, получить преимущество в технологиях, таких как аккумуляторы для электромобилей. Учитывая такую ​​доступность возобновляемых ресурсов, Ван де Грааф считает, что именно технологии станут самым большим отличительным фактором.

Подсчет деятельности стран в области экологически чистой энергии показал, что одна из них мчится намного впереди остальных. «У нас одна страна в выигрышном положении, — говорит он. «Китай.»

Южная оконечность Демократической Республики Конго славится медно-кобальтовым рудником Тенке Фунгуруме. Руда настолько богата, что кое-где ее можно выкопать вручную — предприимчивые местные жители высматривают бледно-фиолетовый «медный цветок», сигнализирующий о наличии внизу минерала.

Огромные грузовики едут на высокой скорости по узкой асфальтированной дороге, ведущей к шахте, перевозя руду, оборудование или кислоту, используемые для обработки полезных ископаемых. А по обочинам дороги на витринах и вывесках видна иностранная письменность — китайская.

Поделитесь своим мнением

Мы будем рады услышать от наших читателей со всего мира. Какие позитивные изменения могла бы внести ваша страна, чтобы помочь переходу на чистую энергию? Поделитесь своими мыслями в комментариях ниже. China Molybdenum, зарегистрированная в Гонконге и Шанхае, купила рудник у Freeport-McMoran, американского медного гиганта, за 2,65 млрд долларов в 2016 году. Первоначально казалось, что китайская ставка терпит неудачу: цены на медь и кобальт упали, а споры с местными поставщиками привело к тому, что рудник отстал в производстве.

Но сегодня, когда спрос на медь и кобальт стремительно растет в связи с переходом на экологически чистую энергию, это кажется мастерским ходом. Медь необходима для электрических кабелей и ветряных турбин, а кобальт используется в батареях электромобилей. China Molybdenum в настоящее время контролирует более одной десятой части мировых запасов кобальта. Tenke Fungurume — это «абсолютно ценный актив», — говорит Джордж Хеппель, аналитик меди из компании CRU, занимающейся бизнес-аналитикой. «Я не думаю, что есть что-то похожее на такие гигантские месторождения».

Эта покупка — лишь один шаг из серии шагов, которые вывели китайские группы вперед почти во всех областях экологически чистых технологий. Китай производит более 70% всех солнечных фотоэлектрических панелей, половину электромобилей в мире и треть ветровой энергии. Он также является крупнейшим производителем аккумуляторов и контролирует многие сырьевые материалы, имеющие решающее значение для цепочек поставок чистых технологий, такие как кобальт, редкоземельные минералы и поликремний, ключевой ингредиент солнечных панелей.

Китайский рудник Tenke Fungurume в Демократической Республике Конго. China Molybdenum, владелец рудника, контролирует более одной десятой мирового производства кобальта © Reuters

В конце прошлого года председатель КНР Си Цзиньпин объявил, что Китай стремится достичь углеродной нейтральности к 2060 году © Getty Images

«Если говорить о гонке экологически чистых энергетических технологий, то во многих отношениях кажется, что гонка уже состоялась, и победителем стал Китай», — говорит Ван де Грааф. «Другие игроки пытаются догнать». США, например, имеют ограниченные внутренние запасы кобальта и лития, а Государственный департамент в течение последних нескольких лет пытался улучшить доступ к редкоземельным минералам из-за их стратегической важности.

Для Китая это преимущество было отчасти стратегией, отчасти удачей. Политики уже давно обеспокоены зависимостью страны от импорта нефти и газа, и Пекин относительно рано занялся производством возобновляемой энергии, уделяя особое внимание солнечным батареям и светодиодам. Все это было усилено в сентябре 2020 года, когда председатель Си Цзиньпин объявил на Генеральной Ассамблее ООН, что к 2060 году Китай достигнет углеродной нейтральности. «Covid-19напоминает нам, что человечество должно начать зеленую революцию», — сказал Си в заявлении, которое для многих стало неожиданностью. «Человечество больше не может позволить себе игнорировать неоднократные предупреждения природы», — добавил он.

Си также рассказал об «исторических возможностях», созданных этой новой фазой «промышленной трансформации». В прошлом году Китай установил внутри страны рекордные 120 ГВт новых ветряных турбин и солнечных панелей, что более чем вдвое больше, чем годом ранее. Между тем, китайская инициатива «Один пояс, один путь», международная программа развития, которую критиковали за то, что она дружественна к углю, впервые вложила больше средств в проекты по возобновляемым источникам энергии, чем в ископаемые виды топлива.

Сделать переход будет непросто — Китай по-прежнему является крупнейшим в мире источником выбросов парниковых газов и сильно зависит от угля, который обеспечивает 58 процентов его электроэнергии. Но его компании готовы извлечь большую выгоду не только из внутреннего энергетического перехода, но и из-за растущего спроса на продукты чистых технологий во всем мире. По мере того, как крупные экономики работают над достижением своих целей по достижению нулевого уровня выбросов, им придется покупать больше солнечных панелей, аккумуляторов и критически важных полезных ископаемых. Основной поставщик? Китай.

Влияние Китая на производство аккумуляторов отражает его долгосрочную стратегию. Его постер-ребенок — CATL, Contemporary Amperex Technology. Основанная в 2011 году в горном рыбацком городке Ниндэ на востоке, компания во многом обязана своим успехом протекционизму правительства. В 2015 году, когда Китай вливал миллиарды долларов на свой рынок электромобилей, правительство внезапно объявило список одобренных производителей аккумуляторов, которые имеют право на субсидии, ни один из которых не был иностранным. Это стало благом для отечественного бизнеса: CATL выросла с 6,2 ГВтч в 2016 году до 34 ГВтч в прошлом году — треть мирового рынка. В настоящее время крупнейший производитель в мире, у него есть контракты с Daimler, BMW и Tesla среди прочих.

Пекин доминирует в цепочке поставок от шахт в ДРК до конечного производства литий-ионных аккумуляторов. Его компании контролируют более 85% мировых мощностей по переработке кобальта, необходимого для большинства литий-ионных аккумуляторов. Здесь также добываются почти все редкоземельные минералы в мире, которые используются в электродвигателях и ветряных турбинах. Сделать электромобиль без привлечения Китая практически невозможно.

Парк электромобилей на китайском заводе. Китай производит половину электромобилей в мире © Visual China Group/Getty Images

Производственное мастерство Китая помогло снизить мировую стоимость аккумуляторов, сделав электромобили более конкурентоспособными. Это перекликается с тем, что произошло с другими экологически чистыми энергетическими технологиями, от солнечных панелей до производства поликремния: субсидии привели к избыточным мощностям и спешке с производством, и в конечном итоге Китай стал доминировать на мировых рынках.

По данным Bloomberg New Energy Finance, сегодня стоимость литий-ионных аккумуляторов составляет всего одну седьмую от стоимости десятилетней давности. CATL сейчас строит завод по производству аккумуляторов в Германии. «На самом деле это была блестящая стратегия», — говорит Джим Гринбергер, основатель NAATBatt, североамериканской торговой ассоциации передовых аккумуляторных технологий. «CATL стала победителем, и они использовали эту шкалу, чтобы очень эффективно конкурировать на экспортном рынке. Это проблема, с которой мы имеем дело на Западе: как конкурировать с китайскими компаниями, которые достигли больших масштабов, с помощью промышленной политики».

Climate Capital

Там, где изменение климата встречается с бизнесом, рынками и политикой. Ознакомьтесь с репортажами FT здесь 

По мере того, как мир переходит от углерода к электронам, Китай активно развивает сеть электроснабжения, которая станет основой системы экологически чистой энергии. Одним из любимых проектов Си является Global Energy Interconnection — сеть высоковольтных линий электропередачи, которые охватят весь земной шар. Проект предусматривает транспортировку дешевой электроэнергии по всему миру — от плотин в Конго до Европы. Его возглавляет Лю Женя, бывший начальник Государственной энергосистемы, который описывает его как «интернет энергии».

Хотя на создание глобальной энергетической сети уйдут десятилетия, она показывает, как китайские политики думают о новом глобальном порядке. «Идея состоит в том, чтобы соединить страны с ресурсами [чистой энергии] с теми, на которые есть спрос», — объясняет Сюй И-чун, автор книги «Силы власти: политика государственной сетевой корпорации» .

Доминирование Китая в области чистой энергетики столкнулось с негативной реакцией, которая может усилиться по мере того, как энергетический переход набирает обороты. США и ЕС неоднократно вводили тарифы на китайские фотоэлектрические панели в торговых спорах, в то время как новые правила в Европе могут сократить импорт китайских батарей. Недавние разоблачения о принудительном труде в Синьцзяне — регионе, где производится большая часть поликремния в мире — угрожают дальнейшими санкциями. Эбигейл Росс Хоппер, президент Ассоциации производителей солнечной энергии США, заявила в январе, что ассоциация приказала «всем солнечным компаниям, работающим в регионе Синьцзян, немедленно изменить свои цепочки поставок».

Стивен Чу, бывший министр энергетики США, говорит, что США «абсолютно» обеспокоены тем, чтобы полагаться на китайские цепочки поставок для передачи энергии. «По стратегическим причинам вы не хотите зависеть от поставщика из одной страны», — говорит он, проводя аналогию с доминированием Китая в производстве масок и других средств индивидуальной защиты во время пандемии коронавируса.

Однако он считает, что США, которые могут инвестировать до 2 трлн долларов в климатические инициативы, предложенные президентом Джо Байденом, по-прежнему имеют преимущество в инновациях. «Лично я думаю, что [большинство инноваций] все еще находится в Соединенных Штатах с точки зрения лабораторных инноваций в новых батареях», — говорит он. «Но тогда это действительно вопрос того, как вы получите это изобретение и открытие». . . превратиться в крупное производство. И в этом Китай превосходит».

Это, вероятно, станет проблемой для Байдена, который сделал изменение климата своим главным приоритетом. Он хочет, чтобы США установили цель нулевых выбросов, но он также пообещал возродить производство в США. Джонас Нам, доцент кафедры энергетики Университета Джона Хопкинса, говорит, что новые климатические цели США могут принести пользу китайским компаниям: «Эта администрация попала в затруднительное положение, а именно, что все обещанные климатические цели будут зависеть от Китая, по крайней мере в краткосрочной перспективе.»

Другие мировые лидеры сталкиваются с аналогичным затруднением: поскольку они вкладывают больше средств в энергетический переход, часть этих денег возвращается обратно в Китай. «Это вызывает большое беспокойство, особенно на фоне распространения обязательств по нулевому балансу, — говорит Ван де Грааф, — потому что другие страны, такие как Япония, США и ЕС, совершат переход, который будет очень дорогостоящим, и экономическая выгода от этого будет непропорционально пожинаться Китаем».

Многие из этих стран предпринимают собственные шаги к будущему экологически чистой энергии. В городе Блит, на северо-восточном побережье Англии, в гавани работают ветряные электростанции. Бывший шахтерский город переосмысливает себя как центр ветроэнергетики. Глубоководный порт делает его идеальной отправной точкой для строительства ветряных электростанций, а испытательный центр для лопастей, открытый в 2017 году, сертифицирует одни из самых длинных в мире.

Великобритания является крупнейшим производителем оффшорной ветроэнергетики в мире, и премьер-министр Борис Джонсон пообещал превратить ее в «Саудовскую Аравию ветроэнергетики» с планом четырехкратного увеличения мощности оффшорной ветроэнергетики к 2030 году. Европа давно лидирует в этой отрасли. , а европейские компании по-прежнему лидируют в производстве турбин. В Северном море многие компании, которые раньше работали в падающем нефтегазовом секторе, меняют свое внимание.

Scroby Sands, расположенный у побережья Норфолка в Северном море, был одной из первых морских ветряных электростанций в Великобритании © Universal Images Group/Getty Images

Блит также является точкой прибытия высоковольтного подводного кабеля между Великобританией и Норвегией. Найджел Уильямс, директор проекта North Sea Link для National Grid, считает его «идеальным местом посадки». «На самом деле мы ищем способ максимизировать возобновляемые источники энергии, которые мы производим в Великобритании», — говорит он. Когда в Великобритании в ветреные дни или во время шторма появляется избыток электроэнергии, она экспортирует электроэнергию в Норвегию. Когда погода станет более спокойной, он будет получать энергию от норвежских плотин. Интерконнектор может обеспечить примерно такое же количество энергии, как две угольные электростанции Блайта, которые сейчас закрыты.

Но Блит также станет домом для Britishvolt, стартапа, стремящегося построить первую в Великобритании гигафабрику аккумуляторов. (Строительство на этом участке еще не началось, проект стоимостью 2,6 миллиарда фунтов стерлингов, который еще не получил полного финансирования.) Главный директор по стратегии Изобель Шелдон говорит, что Britishvolt стремится иметь конкурентное преимущество, адаптируя свои аккумуляторы к каждому производителю автомобилей и производя их в более экологичный способ. Компания, чей веб-сайт увешан фотографиями Юнион Джек, планирует начать производство в 2023 году. Шелдон до сих пор затаил обиду на нынешнюю технологию литий-ионных аккумуляторов, изобретенную в Оксфорде в 1919 году.80 — медленно завоевывает популярность в Великобритании. «Меня всегда до смерти раздражало, что мы создали технологию, а остальной мир извлек из нее выгоду», — говорит она. «Запад был пойман на том, что спит на этом».

Планы ЕС по зеленому восстановлению дадут толчок развитию нескольких технологий экологически чистой энергии, таких как водородная промышленность, на которые будет выделено около 30 млрд евро. По мере того, как Брюссель приближается к принятию налога на корректировку углеродных границ, который введет пошлины на такие товары, как сталь, из стран, где нет цен на углерод, это может дать толчок производству экологически чистой стали и алюминия.

В то время как ЕС готовится к своей цели по нулевым выбросам к 2050 году, некоторые страны планируют увеличить объемы торговли экологически чистым топливом. Недавно Португалия согласилась поставлять экологически чистый водород в Нидерланды, а Германия обдумывает сделку по покупке водорода в Марокко. «Это порождает совершенно новую совокупность двусторонних торговых отношений», — говорит Ван де Грааф. «На мировой арене может появиться новый класс экспортеров энергии». Страны с большим количеством солнечного света, такие как Испания и Португалия, стремятся найти способы превратить его в коммерческое топливо. Торговая мощь также растет: в Европе уже существует более 80 трансграничных интерконнекторов, 20 из которых запланированы или строятся.

Есть две точки зрения на энергетический переход. Считается, что это своего рода чистая энергетическая реальная политика, отмеченная желанием получить экономическую выгоду. Действия Китая, США и Европы отражают такое мышление. Но другая причина заключается в том, что чистая энергия будет вовлекать гораздо меньше геополитики и может помочь уменьшить количество конфликтов — более утопическое будущее.

Пол Стивенс, сотрудник аналитического центра Chatham House, придерживается второй точки зрения. «Это похоже на геополитику моркови, — говорит он. «В моркови нет геополитики, а возобновляемые источники энергии — это то же самое, что и морковь. Вы можете быть самодостаточными с ними, и вам не нужно полагаться на кого-то, чтобы держать Ормузский пролив открытым». Он добавляет, что распространение возобновляемых источников энергии уменьшит потенциальные конфликты, положив конец зависимости от нефтедобывающих стран.

Рычаги контроля в системе чистой энергии все еще будут существовать, но они никогда не будут такими мощными, как в мире ископаемого топлива, говорит бывший лидер Исландии Гримссон. Несмотря на то, что Китай во многих отношениях впереди, это не следует рассматривать как угрозу: «Китай может помочь странам на пути к возобновляемым источникам энергии. Но как только они там, они больше не могут проявлять власть, как это делали богатые нефтью страны на протяжении многих лет».

Серия FT: Зеленая золотая лихорадка

Датский министр по вопросам климата и энергетики Дэн Йоргенсен согласен. «Надеюсь, это приведет к более мирному миру, где международная геополитика в энергетике станет менее игрой с нулевой суммой», — говорит он. «Мы зависим от возобновляемых источников энергии друг друга совершенно иначе, чем если бы вы просто брали ее из-под земли». Эта точка зрения отражена в политике Дании: страна является крупным торговцем электроэнергией с соседями, и к 2027 году ее энергосистема будет полностью питаться от возобновляемых источников энергии9.0362

В течение следующих нескольких лет, когда энергетический переход набирает обороты, наибольшее сопротивление, вероятно, будет исходить от стран, производящих ископаемое топливо. Даже в самом радужном сценарии пройдут десятилетия, прежде чем нефть и газ будут удалены из энергосистемы. Многие производители будут добывать углеводороды из-под земли как можно дольше. Австралия является одним из примеров того, насколько трудным будет этот путь: правительство по-прежнему поддерживает угольную промышленность и отказывается принимать климатические цели в соответствии с Парижским соглашением.

Форрест, горнодобывающий магнат, считает, что компании будут сопротивляться переходу к энергетике. «Давайте не будем недооценивать вызов. Сектор ископаемого топлива отреагирует на падение цен на зеленый водород, снизив стоимость нефти и газа почти до нуля», — сказал он в телевизионной лекции. «В конце концов, это будет мрачно — подумайте о поножовщине в телефонной будке».

Каким бы ни было сопротивление, «зеленый» переход сейчас набирает такой оборот — с нулевыми целями, закрепленными в законодательстве во многих странах, — что то, что раньше казалось невозможным, теперь кажется неизбежным. Подобно тому, как появление угля и нефти изменило мир, чистая энергия должна сделать то же самое. Энергетический переход не только сократит выбросы: он перераспределит мощность.

Видео: Как города мира борются с изменением климата

Лесли Хук — корреспондент по вопросам окружающей среды и экологически чистой энергии. Генри Сандерсон — корреспондент по металлургии и горнодобывающей промышленности.